Lithium-Ionen-Akkus sind das Herzstück von Elektroautos und Stromspeichern. Doch beim Laden und Entladen dehnen sich die Elektroden aus und ziehen sich wieder zusammen. Diese ständige Bewegung erzeugt Risse und Ablagerungen, die den Akku mit der Zeit kaputtmachen.
Ein Forschungsteam der Universität Cambridge hat nun eine überraschend einfache Lösung gefunden: der richtige Druck. Mit speziellen Luftkissen hielten die Forscher den Druck auf die Batteriezellen konstant bei etwa 12,5 Bar - viermal höher als üblich.
Wie forschung-und-wissen.de berichtet, konnten die Batterien unter diesen Bedingungen etwa doppelt so viele Ladezyklen überstehen. Die Studie wurde im renommierten Fachmagazin Nature Energy veröffentlicht.
Die Wissenschaftler nennen es den "Goldlöckchenbereich": Ist der Druck zu niedrig, entstehen Risse in der Kathode. Ist er zu hoch, lagert sich metallisches Lithium an der Anode ab. Nur bei exakt richtigem Druck bleiben beide Elektroden über viele hundert Zyklen intakt.
Das Beste daran: Für diese Verbesserung muss an der chemischen Zusammensetzung der Akkus nichts geändert werden. Es handelt sich um eine rein mechanische Maßnahme, die auf bestehende Batterietechnologie angewendet werden kann.
Langlebigere Akkus bedeuten weniger häufige Austausche und damit einen geringeren Bedarf an Lithium, Kobalt und Nickel. Das entlastet nicht nur die Recycling-Infrastruktur, sondern senkt auch den ökologischen Fußabdruck der E-Mobilität.
Die Forscher haben bereits ein Patent angemeldet. Erste Gespräche mit Batterieherstellern laufen, um die pneumatische Druckregelung in Serienmodule zu integrieren. Die Methode soll sowohl in Pouch- als auch in prismatischen Zellen funktionieren.
Allerdings stehen noch Tests unter realen Bedingungen aus - etwa mit Temperaturschwankungen, Vibrationen und Schnellladung. Die Wissenschaftler betonen, dass der optimale Druck je nach Batteriechemie variieren kann.
